Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11466
Title: Защита атмосферы от загрязнения при экстремальных ситуациях на химически опасных объектах
Other Titles: Захист атмосфери від забруднення під час екстремальних ситуацій на хімічно небезпечних об’єктах
Atmosphere Protection From Pollution in Accidental Situations at Chemically Hazardous Objects
Authors: Беляев, Николай Николаевич
Калашников, Иван Владимирович
Шинкаренко, Виктор Иванович
Горячкин, Вадим Николаевич
Keywords: химическое загрязнение атмосферы
чрезвычайная ситуация
численное моделирование
хімічне забруднення атмосфери
надзвичайна ситуація
чисельне моделювання
chemical pollution of the atmosphere
emergency
numerical simulation
КГВ
КІТ
КТ
Issue Date: 2019
Publisher: Дніпровський національний університет залізничного транспорту ім. В. Лазаряна
Citation: Защита атмосферы от загрязнения при экстремальных ситуациях на химически опасных объектах / Н. Н. Беляев, И. В. Калашников, В. И. Шинкаренко, В. Н. Горячкин // Наука та прогрес транспорту. – 2019. – № 3 (81). – С. 7–15. – doi: 10.15802/stp2019/170017.
Abstract: RU: Цель. Работа предполагает разработку численных моделей для оценки эффективности применения воздушной завесы возле здания в случае химического загрязнения. Методика. Для описания процесса рассеивания химически опасного вещества, эмитированного при чрезвычайных ситуациях, использовано трехмерное уравнение массопереноса примеси в атмосферном воздухе. Для расчета поля скорости воздушной среды возле здания при наличии воздушной завесы использована модель потенциального течения. Моделирующие уравнения учитывают поле скорости ветрового потока, атмосферную диффузию, интенсивность выброса химически опасного вещества в атмосферу. Для численного интегрирования уравнений массопереноса использованы неявные разностные схемы. Применение разработанной модели позволяет оперативно рассчитывать поле концентрации химически опасного вещества возле здания при наличии воздушной завесы. Результаты. Построены численные модели для расчета аэродинамики воздушного потока и концентрационного поля возле здания при использовании воздушной завесы. Их можно применить для проведения оперативных расчетов размеров, интенсивности зон загрязнения, которые формируются в атмосфере при выбросе химических веществ на промышленных площадках. Разработанные численные модели могут быть реализованы на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет широко использовать их для решения задач при разработке плана ликвидации при аварийной ситуации (ПЛАС). Для практического применения этих моделей необходима стандартная входная информация. Представлены результаты лабораторного эксперимента. Научная новизна. Предложены эффективные трехмерные численные модели для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха при выбросе в атмосферу химически опасных веществ и при использовании воздушной завесы возле промышленного здания. Модели позволяют оперативно рассчитать эффективность применения воздушной завесы. Практическая значимость. Разработанные численные модели позволяют решать прикладные задачи, возникающие при разработке ПЛАСа для химически опасных объектов.
UK: Мета. Робота передбачає розробку чисельних моделей для оцінки ефективності застосування повітряної завіси біля будівлі у разі хімічного забруднення. Методика. Для описання процесу розсіювання хімічно небезпечної речовини, емітованої за надзвичайних ситуацій, використано тривимірне рівняння масопереносу домішки в атмосферному повітрі. Для розрахунку поля швидкості повітряного середовища біля будівлі за наявності повітряної завіси використано модель потенційної течії. Моделювальне рівняння враховує поле швидкості вітрового потоку, атмосферну дифузію, інтенсивність викиду хімічно небезпечної речовини в атмосферу. Для чисельного інтегрування рівнянь масопереносу використані неявні різницеві схеми. Застосування розробленої моделі дозволяє оперативно розраховувати поле концентрації хімічно небезпечної речовини біля будівлі за наявності повітряної завіси. Результати. Побудовані чисельні моделі для розрахунку аеродинаміки повітряного потоку й концентраційного поля біля будівлі з використанням повітряної завіси. Їх можна застосувати для проведення оперативних розрахунків розмірів, інтенсивності зон забруднення, які формуються в атмосфері під час викиду хімічних речовин на промислових майданчиках. Розроблені чисельні моделі можуть бути реалізовані на комп’ютерах малої й середньої потужності, що дозволяє широко використовувати їх для вирішення завдань під час розробки плану ліквідації в разі аварійної ситуації (ПЛАС). Для практичного застосування цих моделей необхідна стандартна вхідна інформація. Представлені результати лабораторного експерименту. Наукова новизна. Запропоновано ефективні тривимірні чисельні моделі для оцінки рівня забруднення атмосферного повітря під час викиду в атмосферу хімічно небезпечних речовин і використання повітряної завіси біля промислової будівлі. Моделі дозволяють оперативно розрахувати ефективність застосування повітряної завіси. Практична значимість. Розроблені чисельні моделі дозволяють розв’язувати прикладні задачі, що виникають під час розробки ПЛАСу для хімічно небезпечних об’єктів.
EN: Purpose. The work involves the development of numerical models to assess the effectiveness of the air curtain usage near the building in the event of chemical pollution. Methodology. To describe the process of dispersion of a chemically hazardous substance, emitted in emergency situations, the three-dimensional equation of impurity mass transfer in atmospheric air is used. To calculate the air velocity field near the building in the presence of an air curtain, a potential-flow model is used. The modelling equations take into account the velocity field of the wind flow, atmospheric diffusion, and the intensity of the emission of a chemically hazardous substance into the atmosphere. For the numerical integration of the mass transfer equations, implicit difference schemes are used. The complex of programs was created to solve the problem of calculating pollution zones near buildings in the presence of an air curtain. The application of the developed model allows you to quickly calculate this field of concentration of a chemically hazardous substance near the building in the presence of an air curtain. Findings. Numerical models for calculating the aerodynamics of the air flow and the concentration field near the building when using an air curtain were constructed. They can be used to carry out operational calculations of the size, intensity of pollution zones, which are formed in the atmosphere during the emission of chemicals at industrial sites. The developed numerical models can be implemented on computers of low and medium power, which allows it to be widely used for solving problems in developing an emergency response plan (ERP). For practical application of the developed numerical models, standard input information is required. Authors present the results of a laboratory experiment. Originality. Effective three-dimensional numerical models are proposed for estimating the level of atmospheric air pollution when emission of chemically hazardous substances into the atmosphere and using an air curtain near an industrial building. Models allow you to quickly calculate the effectiveness of the air curtain usage. Practical value. The developed numerical models allow solving applied problems arising in the development of ERP for chemically hazardous objects.
Description: Н. Беляев: ORCID 0000-0002-1531-7882, И. Калашников: ORCID 0000-0002-2814-380X, В. Шинкаренко: ORCID 0000-0001-8738-7225, В. Горячкин: ORCID 0000-0002-8952-952X
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11466
http://stp.diit.edu.ua/article/view/170017
http://stp.diit.edu.ua/article/view/170017/172315
Other Identifiers: doi: 10.15802/stp2019/170017
Appears in Collections:Статті КТ
Статті КГВ
Статті КІТ
№ 3 (81)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Biliaiev.pdf1,1 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.